Normale MRT-Geräte haben ein Magnetfeld von 1,5 bis drei Tesla. Das ist etwa 50- bis 100.000 mal so stark wie das Magnetfeld der Erde. Obwohl man damit schon eine ganze Menge sehen kann, wollen die Spezialisten noch mehr. Denn seit kurzem gibt es Techniken, bei denen ein MRT-Bild in wenigen Millisekunden entsteht und Details von der Größe eines Haares sichtbar werden. Das Zauberwort dabei heißt "parallele Bildgebung" und wurde an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich entscheidend mitentwickelt. Parallele Bildgebung bedeutet unter anderem, dass viel mehr Empfängerspulen als bisher die Signale vom menschlichen Körper erfassen. Mit dieser Technik kann man beispielsweise die Blutgefässe im Gehirn oder am Herzen bald genauso gut abbilden wie mit einer Katheter-Angiographie. Bei dieser allgemein üblichen Gefäßdarstellung musste bisher ein Schlauch durch die Blutgefässe geschoben werden, was nicht nur unangenehm ist, sondern auch Komplikationen mit sich bringt. Marcus von Falkenhausen, Radiologe an der Uni Bonn:
Letztendlich ist es der Nachteil der Katheter-Angiographie, dass man nur das Innere des Gefäßes beurteilen kann, also letztendlich nur das Blut ersetzt durch Kontrastmittel und sich die Wandung von innen anschauen kann. Mit der MRT ist es gleichzeitig möglich, sich die Wand selber anzuschauen oder aber auch die Umgebung der Wand, also letztendlich krankhafte Prozesse, die unter Umständen zu einer Veränderung der Gefäßwand führen, darzustellen, was man bei der Katheter-Angiographie nicht kann.
Die zukunftsweisende Technik der parallelen Bildgebung bedeutet aber nicht nur einfach mehr Spulen. Der Trick liegt im Detail. Alle Signale werden nämlich in einem Datenraum erfasst, den man sich am besten als einen Acker voller Punkte vorstellen kann. An jedem Punkt kommt eine Information an, die für das Gesamtbild wichtig ist. Und während man bisher elektronisch jeden einzelnen Punkt abklappern musste, geht das heute quasi in Teamarbeit. Klaas Prüssmann von der ETH Zürich:
Durch die Parallelisierung gelingt es, in diesem mathematischen Objekt, dem Datenraum, gleichzeitig an mehreren Orten zu sein und sozusagen wie mit einer Harke, einem Rechen, Daten gleichzeitig von nebeneinander liegenden Positionen aufzulesen. Und da ist man natürlich, wenn man gleichzeitig vier Furchen ziehen kann, schneller, als wenn man immer nur eine ziehen kann.
Neben der parallelen Bildgebung diskutierten die Forscher auf dem 2. Internationalen Workshop über parallele Magnetresonanztomographie in Zürich noch eine andere Lösung, um mehr Details und Funktionen in kürzerer Zeit zu untersuchen. Die Hochfeld-Magnetresonanz-Tomografie. Für Menschen gibt es dabei schon Geräte, die mit einem sieben Tesla-Magnetfeld arbeiten. Das ist 200.000 Mal stärker als das Erdmagnetfeld. Klaas Prüssmann:
Wir empfangen siebenmal so viel Energie und können dadurch das Signal siebenmal so gut von störenden Einflüssen unterscheiden.
Somit sieht man also bei den sieben Tesla-Geräten kleinere Strukturen und kann auch krankhafte Veränderungen besser unterscheiden. Konkret heißt das: wenn man bisher nur einen Nerven als Ganzes untersuchen konnte, hat man jetzt Einblick in den Nerven mit all seinen vielen kleinen Fasern. Aber noch ganz andere Dinge sind mit den Hochfeld-Geräten möglich. Kamil Ugurbil von der University of Minnesota kann bei Mäusen mittlerweile sogar Alzheimer-Plaques nachweisen, lange bevor die Tiere überhaupt auffällig werden.
Typischerweise sind solche winzigen Plaques nur 50 Mikrometer groß. Und diese Plaques, die auch beim Menschen schon im frühen Krankheitsstadium auftreten, haben wir in genetisch veränderten Alzheimer-Mäusen nachgewiesen. Mit sehr hoher Feldstärke und einer sehr hohen Auflösung kann man das sehen, aber man braucht eben wirklich ein sehr starkes elektromagnetisches Feld.
Für ihre Forschungen mit den Alzheimer-Mäusen verwendeten Kamil Ugurbil und seine Kollegen sogar ein Gerät, das 9,4 Tesla Feldstärke hatte. Doch auch mit dem 7-Tesla-Gerät sollte es nach Ansicht des Wissenschaftlers möglich sein, die Plaques beim Menschen zu finden.
Beim Menschen sind die Plaques ein wenig größer und daher brauchen wir nicht einmal die höchste Auflösung.
Inwieweit künftig Untersuchungen mit drei oder sieben Tesla in Europa möglich sind, ist offen. Seit einiger Zeit gibt es nämlich Bestrebungen, die Feldstärke für MRTs in der EU bei zwei Tesla festzuschreiben - aus Angst vor möglichen Nebenwirkungen. Dabei gibt es zahlreiche Studien dazu, mit starken Magnetfeldern und sogar an Tierembryonen. In keiner dieser Studien konnte bisher ein Zusammenhang zwischen irgendwelchen Schäden und einem MRT-Magnetfeld nachgewiesen werden.
Letztendlich ist es der Nachteil der Katheter-Angiographie, dass man nur das Innere des Gefäßes beurteilen kann, also letztendlich nur das Blut ersetzt durch Kontrastmittel und sich die Wandung von innen anschauen kann. Mit der MRT ist es gleichzeitig möglich, sich die Wand selber anzuschauen oder aber auch die Umgebung der Wand, also letztendlich krankhafte Prozesse, die unter Umständen zu einer Veränderung der Gefäßwand führen, darzustellen, was man bei der Katheter-Angiographie nicht kann.
Die zukunftsweisende Technik der parallelen Bildgebung bedeutet aber nicht nur einfach mehr Spulen. Der Trick liegt im Detail. Alle Signale werden nämlich in einem Datenraum erfasst, den man sich am besten als einen Acker voller Punkte vorstellen kann. An jedem Punkt kommt eine Information an, die für das Gesamtbild wichtig ist. Und während man bisher elektronisch jeden einzelnen Punkt abklappern musste, geht das heute quasi in Teamarbeit. Klaas Prüssmann von der ETH Zürich:
Durch die Parallelisierung gelingt es, in diesem mathematischen Objekt, dem Datenraum, gleichzeitig an mehreren Orten zu sein und sozusagen wie mit einer Harke, einem Rechen, Daten gleichzeitig von nebeneinander liegenden Positionen aufzulesen. Und da ist man natürlich, wenn man gleichzeitig vier Furchen ziehen kann, schneller, als wenn man immer nur eine ziehen kann.
Neben der parallelen Bildgebung diskutierten die Forscher auf dem 2. Internationalen Workshop über parallele Magnetresonanztomographie in Zürich noch eine andere Lösung, um mehr Details und Funktionen in kürzerer Zeit zu untersuchen. Die Hochfeld-Magnetresonanz-Tomografie. Für Menschen gibt es dabei schon Geräte, die mit einem sieben Tesla-Magnetfeld arbeiten. Das ist 200.000 Mal stärker als das Erdmagnetfeld. Klaas Prüssmann:
Wir empfangen siebenmal so viel Energie und können dadurch das Signal siebenmal so gut von störenden Einflüssen unterscheiden.
Somit sieht man also bei den sieben Tesla-Geräten kleinere Strukturen und kann auch krankhafte Veränderungen besser unterscheiden. Konkret heißt das: wenn man bisher nur einen Nerven als Ganzes untersuchen konnte, hat man jetzt Einblick in den Nerven mit all seinen vielen kleinen Fasern. Aber noch ganz andere Dinge sind mit den Hochfeld-Geräten möglich. Kamil Ugurbil von der University of Minnesota kann bei Mäusen mittlerweile sogar Alzheimer-Plaques nachweisen, lange bevor die Tiere überhaupt auffällig werden.
Typischerweise sind solche winzigen Plaques nur 50 Mikrometer groß. Und diese Plaques, die auch beim Menschen schon im frühen Krankheitsstadium auftreten, haben wir in genetisch veränderten Alzheimer-Mäusen nachgewiesen. Mit sehr hoher Feldstärke und einer sehr hohen Auflösung kann man das sehen, aber man braucht eben wirklich ein sehr starkes elektromagnetisches Feld.
Für ihre Forschungen mit den Alzheimer-Mäusen verwendeten Kamil Ugurbil und seine Kollegen sogar ein Gerät, das 9,4 Tesla Feldstärke hatte. Doch auch mit dem 7-Tesla-Gerät sollte es nach Ansicht des Wissenschaftlers möglich sein, die Plaques beim Menschen zu finden.
Beim Menschen sind die Plaques ein wenig größer und daher brauchen wir nicht einmal die höchste Auflösung.
Inwieweit künftig Untersuchungen mit drei oder sieben Tesla in Europa möglich sind, ist offen. Seit einiger Zeit gibt es nämlich Bestrebungen, die Feldstärke für MRTs in der EU bei zwei Tesla festzuschreiben - aus Angst vor möglichen Nebenwirkungen. Dabei gibt es zahlreiche Studien dazu, mit starken Magnetfeldern und sogar an Tierembryonen. In keiner dieser Studien konnte bisher ein Zusammenhang zwischen irgendwelchen Schäden und einem MRT-Magnetfeld nachgewiesen werden.